CN112538272A - 一种可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜及制法 - Google Patents

一种可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜及制法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及聚乳酸技术领域,且公开了一种可降解的石墨烯‑聚乳酸高阻隔性复合薄膜,功能化石墨烯的羧基与羧甲基壳聚糖的部分氨基进行酰胺化反应,得到石墨烯化学共价接枝壳聚糖,壳聚糖的羟基作为引发活性位点,引发D,L‑丙交酯开环聚合,引入壳聚糖交联中心提高了聚乳酸的生物降解效果,并且石墨烯在壳聚糖的桥梁作用下,与聚乳酸有机结合,增强了石墨烯与聚乳酸的界面相容性,很难发生团聚和堆积,使石墨烯高度分散在聚乳酸基体中,增强了聚乳酸薄膜的拉伸强度和断裂伸长率,同时石墨烯的二维片层结构,在聚乳酸基体中形成连续的片层结构,起到延长氧气等气体分子的传输距离和阻隔迁移路径的效果。

Description

一种可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜及制法
技术领域
本发明涉及聚乳酸技术领域,具体为一种可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜及制法。
背景技术
随着过度使用难降解的聚苯乙烯、聚氯乙烯等高分子塑料,给生态环境造成了严重的污染,因此近年来对生物可降解材料的研究越来越广泛,如聚乳酸、纤维素、壳聚糖、聚乙烯醇等,其中聚乳酸具有良好的生物相容性、生物降解性、来源广泛、廉价易得,并且易加工性,可以通过纺丝、挤压、双轴拉伸,注射吹塑等加工方式制成塑料、薄膜、织物等材料,在包装材料、农用织物、卫生用品、医疗用品等方面具有重要的应用,因此目前对聚乳酸进行改性,以进一步提高其力学性能、机械强度、气体阻隔性、阻燃性、抗菌性等综合性能成为研究热点。
石墨烯是一种二维片层形貌的碳纳米材料,具有特殊的力学性质、光学性质、热力学性质,是一种理想的有机聚合物填料和改性材料,对环氧树脂、丙烯酸树脂、聚乳酸等高分子材料的综合性能具有优异的提升效果,但是石墨烯与聚乳酸等有机聚合物的相容性较差,并且石墨烯片层之间具有较大的范德华力,导致石墨烯容易发生团聚和堆积,会对聚乳酸的机械强度和使用性能造成较大的影响,因此对石墨烯进行界面改性显得尤为重要。
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜及制法,解决了聚乳酸气体阻隔性和机械性能不高的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜,所述可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜制备方法包括以下步骤:
(1)向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂,加入氧化石墨烯,置于超声分散仪中,超声至均匀分散,再加入油酸,加热至100-120℃,回流反应12-24h,减压抽滤、乙醇和蒸馏水洗涤,制备得到油酸功能化石墨烯。
(2)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂和油酸功能化石墨烯,超声至均匀分散,再加入高锰酸钾,超声反应5-10h,减压抽滤、乙醇和蒸馏水洗涤,制备得到羧基功能化石墨烯。
(3)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、羧甲基壳聚糖、羧基功能化石墨烯、缩合剂和催化剂,在氮气氛围下,超声至均匀分散,在30-50℃下匀速搅拌反应2-6h,减压抽滤、透析纯化,制备得到石墨烯接枝壳聚糖。
(4)在氮气氛围下,向反应瓶中加入二甲亚砜溶剂,加热至100-120℃,加入D,L-丙交酯、石墨烯接枝壳聚糖和催化剂辛酸亚锡,匀速搅拌反应12-24h,将溶液置于冰水浴中冷却,加入丙酮溶剂直至有大量沉淀析出、过滤溶剂,使用丙酮洗涤,得到石墨烯接枝壳聚糖-聚乳酸。
(5)将石墨烯接枝壳聚糖-聚乳酸与增塑剂聚己二酸1,2-丙二醇酯置于双螺杆挤出机中,共混并挤出物料,然后通过吹膜机吹塑成膜,制备得到可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜。
优选的,所述步骤(1)中的超声分散仪包括水浴槽,水浴槽下方设置有超声发射器,水浴槽内部两侧固定连接有加热片,水浴槽上方活动连接有顶盖,水浴槽下方固定连接有支撑螺杆,支撑螺杆活动连接有齿轮,齿轮活动连接有底座,底座上方设置有反应瓶。
优选的,所述步骤(1)中的氧化石墨烯和油酸的质量比为10:40-80。
优选的,所述步骤(2)中的油酸功能化石墨烯和高锰酸钾的质量比为10:15-35。
优选的,所述步骤(3)中的缩合剂为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐,催化剂为4-二甲氨基吡啶,其中羧甲基壳聚糖、羧基功能化石墨烯、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和4-二甲氨基吡啶的质量比为100:15-40:10-30:2-6。
优选的,所述步骤(4)中的D,L-丙交酯、石墨烯接枝壳聚糖和催化剂辛酸亚锡的质量比为100:5-20:0.04-0.08。
优选的,所述步骤(5)中的石墨烯接枝壳聚糖-聚乳酸与聚己二酸1,2-丙二醇酯的质量比为100:8-15。
(三)有益的技术效果
与现有技术相比,本发明具备以下有益的技术效果:
该一种可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜,通过油酸的端羧基对氧化石墨烯进行表面修饰,得到油酸功能化石墨烯,修饰的油酸分子链中的烯基被高锰酸钾氧化断键生成羧基,从而得到烯基羧基功能化石墨烯,在1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和4-二甲氨基吡啶的催化体系中,使功能化石墨烯的羧基活化,与羧甲基壳聚糖的部分氨基进行酰胺化反应,从而得到石墨烯化学共价接枝壳聚糖。
该一种可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜,在辛酸亚锡的催化作用下,使石墨烯接枝壳聚糖的羟基作为引发活性位点,引发D,L-丙交酯开环聚合,从而以壳聚糖作为交联中心,得到壳聚糖-聚乳酸共聚物,壳聚糖交联中心的引入对聚乳酸的生物降解效果具有明显地提高,并且石墨烯在壳聚糖的桥梁作用下,与聚乳酸有机结合,显著增强了石墨烯与聚乳酸的界面相容性,同时在化学共价键的修饰作用下,石墨烯纳米粒子之间的范德华力显得较弱,很难发生团聚和堆积,使石墨烯高度分散在聚乳酸基体中,大幅增强了聚乳酸薄膜的拉伸强度和断裂伸长率等机械性能,同时石墨烯的二维片层结构,在聚乳酸基体中形成连续的片层结构,起到延长氧气等气体分子的传输距离和阻隔迁移路径的效果,表现出优异的气体阻隔性能。
附图说明
图1是超声分散仪正面示意图;
图2是撑螺杆放大示意图;
图3是底座调节示意图。
1-超声分散仪;2-水浴槽;3-超声发射器;4-加热片;5-顶盖;6-支撑螺杆;7-齿轮;8-底座;9-反应瓶。
具体实施方式
为实现上述目的,本发明提供如下具体实施方式和实施例:一种可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜,制备方法包括以下步骤:
(1)向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂,加入氧化石墨烯,置于超声分散仪中,超声分散仪包括水浴槽,水浴槽下方设置有超声发射器,水浴槽内部两侧固定连接有加热片,水浴槽上方活动连接有顶盖,水浴槽下方固定连接有支撑螺杆,支撑螺杆活动连接有齿轮,齿轮活动连接有底座,底座上方设置有反应瓶,超声至均匀分散,再加入油酸,与氧化石墨烯的质量比为40-80:10,加热至100-120℃,回流反应12-24h,减压抽滤、乙醇和蒸馏水洗涤,制备得到油酸功能化石墨烯。
(2)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂和油酸功能化石墨烯,超声至均匀分散,再加入高锰酸钾,两者质量比为10:15-35,超声反应5-10h,减压抽滤、乙醇和蒸馏水洗涤,制备得到羧基功能化石墨烯。
(3)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、羧甲基壳聚糖、羧基功能化石墨烯、缩合剂1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和催化剂4-二甲氨基吡啶,四者质量比为100:15-40:10-30:2-6,在氮气氛围下,超声至均匀分散,在30-50℃下匀速搅拌反应2-6h,减压抽滤、透析纯化,制备得到石墨烯接枝壳聚糖。
(4)在氮气氛围下,向反应瓶中加入二甲亚砜溶剂,加热至100-120℃,加入D,L-丙交酯、石墨烯接枝壳聚糖和催化剂辛酸亚锡,三者质量比为100:5-20:0.04-0.08,匀速搅拌反应12-24h,将溶液置于冰水浴中冷却,加入丙酮溶剂直至有大量沉淀析出、过滤溶剂,使用丙酮洗涤,得到石墨烯接枝壳聚糖-聚乳酸。
(5)将质量比为100:8-15的石墨烯接枝壳聚糖-聚乳酸与增塑剂聚己二酸1,2-丙二醇酯置于双螺杆挤出机中,共混并挤出物料,然后通过吹膜机吹塑成膜,制备得到可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜。
实施例1
(1)向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂,加入氧化石墨烯,置于超声分散仪中,超声分散仪包括水浴槽,水浴槽下方设置有超声发射器,水浴槽内部两侧固定连接有加热片,水浴槽上方活动连接有顶盖,水浴槽下方固定连接有支撑螺杆,支撑螺杆活动连接有齿轮,齿轮活动连接有底座,底座上方设置有反应瓶,超声至均匀分散,再加入油酸,与氧化石墨烯的质量比为40:10,加热至100℃,回流反应12h,减压抽滤、乙醇和蒸馏水洗涤,制备得到油酸功能化石墨烯。
(2)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂和油酸功能化石墨烯,超声至均匀分散,再加入高锰酸钾,两者质量比为10:15,超声反应5h,减压抽滤、乙醇和蒸馏水洗涤,制备得到羧基功能化石墨烯。
(3)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、羧甲基壳聚糖、羧基功能化石墨烯、缩合剂1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和催化剂4-二甲氨基吡啶,四者质量比为100:15:10:2,在氮气氛围下,超声至均匀分散,在30℃下匀速搅拌反应2h,减压抽滤、透析纯化,制备得到石墨烯接枝壳聚糖。
(4)在氮气氛围下,向反应瓶中加入二甲亚砜溶剂,加热至100℃,加入D,L-丙交酯、石墨烯接枝壳聚糖和催化剂辛酸亚锡,三者质量比为100:5:0.04,匀速搅拌反应12h,将溶液置于冰水浴中冷却,加入丙酮溶剂直至有大量沉淀析出、过滤溶剂,使用丙酮洗涤,得到石墨烯接枝壳聚糖-聚乳酸。
(5)将质量比为100:8的石墨烯接枝壳聚糖-聚乳酸与增塑剂聚己二酸1,2-丙二醇酯置于双螺杆挤出机中,共混并挤出物料,然后通过吹膜机吹塑成膜,制备得到可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜1。
实施例2
(1)向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂,加入氧化石墨烯,置于超声分散仪中,超声分散仪包括水浴槽,水浴槽下方设置有超声发射器,水浴槽内部两侧固定连接有加热片,水浴槽上方活动连接有顶盖,水浴槽下方固定连接有支撑螺杆,支撑螺杆活动连接有齿轮,齿轮活动连接有底座,底座上方设置有反应瓶,超声至均匀分散,再加入油酸,与氧化石墨烯的质量比为60:10,加热至110℃,回流反应18h,减压抽滤、乙醇和蒸馏水洗涤,制备得到油酸功能化石墨烯。
(2)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂和油酸功能化石墨烯,超声至均匀分散,再加入高锰酸钾,两者质量比为10:25,超声反应10h,减压抽滤、乙醇和蒸馏水洗涤,制备得到羧基功能化石墨烯。
(3)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、羧甲基壳聚糖、羧基功能化石墨烯、缩合剂1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和催化剂4-二甲氨基吡啶,四者质量比为100:25:20:4,在氮气氛围下,超声至均匀分散,在50℃下匀速搅拌反应6h,减压抽滤、透析纯化,制备得到石墨烯接枝壳聚糖。
(4)在氮气氛围下,向反应瓶中加入二甲亚砜溶剂,加热至120℃,加入D,L-丙交酯、石墨烯接枝壳聚糖和催化剂辛酸亚锡,三者质量比为100:12:0.06,匀速搅拌反应12h,将溶液置于冰水浴中冷却,加入丙酮溶剂直至有大量沉淀析出、过滤溶剂,使用丙酮洗涤,得到石墨烯接枝壳聚糖-聚乳酸。
(5)将质量比为100:12的石墨烯接枝壳聚糖-聚乳酸与增塑剂聚己二酸1,2-丙二醇酯置于双螺杆挤出机中,共混并挤出物料,然后通过吹膜机吹塑成膜,制备得到可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜2。
实施例3
(1)向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂,加入氧化石墨烯,置于超声分散仪中,超声分散仪包括水浴槽,水浴槽下方设置有超声发射器,水浴槽内部两侧固定连接有加热片,水浴槽上方活动连接有顶盖,水浴槽下方固定连接有支撑螺杆,支撑螺杆活动连接有齿轮,齿轮活动连接有底座,底座上方设置有反应瓶,超声至均匀分散,再加入油酸,与氧化石墨烯的质量比为80:10,加热至120℃,回流反应24h,减压抽滤、乙醇和蒸馏水洗涤,制备得到油酸功能化石墨烯。
(2)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂和油酸功能化石墨烯,超声至均匀分散,再加入高锰酸钾,两者质量比为10:35,超声反应10h,减压抽滤、乙醇和蒸馏水洗涤,制备得到羧基功能化石墨烯。
(3)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、羧甲基壳聚糖、羧基功能化石墨烯、缩合剂1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和催化剂4-二甲氨基吡啶,四者质量比为100:40:30:6,在氮气氛围下,超声至均匀分散,在50℃下匀速搅拌反应6h,减压抽滤、透析纯化,制备得到石墨烯接枝壳聚糖。
(4)在氮气氛围下,向反应瓶中加入二甲亚砜溶剂,加热至120℃,加入D,L-丙交酯、石墨烯接枝壳聚糖和催化剂辛酸亚锡,三者质量比为100:20:0.08,匀速搅拌反应24h,将溶液置于冰水浴中冷却,加入丙酮溶剂直至有大量沉淀析出、过滤溶剂,使用丙酮洗涤,得到石墨烯接枝壳聚糖-聚乳酸。
(5)将质量比为100:15的石墨烯接枝壳聚糖-聚乳酸与增塑剂聚己二酸1,2-丙二醇酯置于双螺杆挤出机中,共混并挤出物料,然后通过吹膜机吹塑成膜,制备得到可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜3。
对比例1
(1)向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂,加入氧化石墨烯,置于超声分散仪中,超声分散仪包括水浴槽,水浴槽下方设置有超声发射器,水浴槽内部两侧固定连接有加热片,水浴槽上方活动连接有顶盖,水浴槽下方固定连接有支撑螺杆,支撑螺杆活动连接有齿轮,齿轮活动连接有底座,底座上方设置有反应瓶,超声至均匀分散,再加入油酸,与氧化石墨烯的质量比为20:10,加热至110℃,回流反应24h,减压抽滤、乙醇和蒸馏水洗涤,制备得到油酸功能化石墨烯。
(2)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂和油酸功能化石墨烯,超声至均匀分散,再加入高锰酸钾,两者质量比为10:5,超声反应10h,减压抽滤、乙醇和蒸馏水洗涤,制备得到羧基功能化石墨烯。
(3)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、羧甲基壳聚糖、羧基功能化石墨烯、缩合剂1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和催化剂4-二甲氨基吡啶,四者质量比为100:8:5:1,在氮气氛围下,超声至均匀分散,在30℃下匀速搅拌反应2h,减压抽滤、透析纯化,制备得到石墨烯接枝壳聚糖。
(4)在氮气氛围下,向反应瓶中加入二甲亚砜溶剂,加热至120℃,加入D,L-丙交酯、石墨烯接枝壳聚糖和催化剂辛酸亚锡,三者质量比为100:3:0.03,匀速搅拌反应24h,将溶液置于冰水浴中冷却,加入丙酮溶剂直至有大量沉淀析出、过滤溶剂,使用丙酮洗涤,得到石墨烯接枝壳聚糖-聚乳酸。
(5)将质量比为100:5的石墨烯接枝壳聚糖-聚乳酸与增塑剂聚己二酸1,2-丙二醇酯置于双螺杆挤出机中,共混并挤出物料,然后通过吹膜机吹塑成膜,制备得到可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜对比1。
对比例2
(1)向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂,加入氧化石墨烯,置于超声分散仪中,超声分散仪包括水浴槽,水浴槽下方设置有超声发射器,水浴槽内部两侧固定连接有加热片,水浴槽上方活动连接有顶盖,水浴槽下方固定连接有支撑螺杆,支撑螺杆活动连接有齿轮,齿轮活动连接有底座,底座上方设置有反应瓶,超声至均匀分散,再加入油酸,与氧化石墨烯的质量比为100:10,加热至120℃,回流反应24h,减压抽滤、乙醇和蒸馏水洗涤,制备得到油酸功能化石墨烯。
(2)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂和油酸功能化石墨烯,超声至均匀分散,再加入高锰酸钾,两者质量比为10:45,超声反应8h,减压抽滤、乙醇和蒸馏水洗涤,制备得到羧基功能化石墨烯。
(3)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、羧甲基壳聚糖、羧基功能化石墨烯、缩合剂1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和催化剂4-二甲氨基吡啶,四者质量比为100:50:40:8,在氮气氛围下,超声至均匀分散,在40℃下匀速搅拌反应6h,减压抽滤、透析纯化,制备得到石墨烯接枝壳聚糖。
(4)在氮气氛围下,向反应瓶中加入二甲亚砜溶剂,加热至120℃,加入D,L-丙交酯、石墨烯接枝壳聚糖和催化剂辛酸亚锡,三者质量比为100:30:1,匀速搅拌反应12h,将溶液置于冰水浴中冷却,加入丙酮溶剂直至有大量沉淀析出、过滤溶剂,使用丙酮洗涤,得到石墨烯接枝壳聚糖-聚乳酸。
(5)将质量比为100:20的石墨烯接枝壳聚糖-聚乳酸与增塑剂聚己二酸1,2-丙二醇酯置于双螺杆挤出机中,共混并挤出物料,然后通过吹膜机吹塑成膜,制备得到可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜对比2。
使用Model702氧气透过率测试仪,测试实施例和对比例中可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜的氧气透过系数,测试标准为GB/T 1038-2000。
Figure BDA0002838235400000101
使用WDW-5微机控制电子式万能材料试验机,测试实施例和对比例中可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率,测试标准为GB/T 1040.2-2006。
测试 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
拉伸强度(MPa) 68.5 84.2 54.0 42.2 36.1
断裂伸长率(%) 7.56 10.04 6.21 4.96 4.53

Claims (7)

1.一种可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜,其特征在于:所述可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜制备方法包括以下步骤:
(1)向蒸馏水和乙醇混合溶剂中加入加入氧化石墨烯,置于超声分散仪中,超声至均匀分散,再加入油酸,加热至100-120℃,反应12-24h,制备得到油酸功能化石墨烯;
(2)向蒸馏水溶剂中加入油酸功能化石墨烯,超声至均匀分散,再加入高锰酸钾,超声反应5-10h,制备得到羧基功能化石墨烯;
(3)向蒸馏水溶剂中加入羧甲基壳聚糖、羧基功能化石墨烯、缩合剂和催化剂,在氮气氛围下,超声至均匀分散,在30-50℃下拌反应2-6h,制备得到石墨烯接枝壳聚糖;
(4)在氮气氛围中,100-120℃下,向二甲亚砜溶剂中加入D,L-丙交酯、石墨烯接枝壳聚糖和催化剂辛酸亚锡,反应12-24h,得到石墨烯接枝壳聚糖-聚乳酸;
(5)将石墨烯接枝壳聚糖-聚乳酸与增塑剂聚己二酸1,2-丙二醇酯置于双螺杆挤出机中,共混并挤出物料,然后通过吹膜机吹塑成膜,制备得到可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜,其特征在于:所述步骤(1)中的超声分散仪包括水浴槽,水浴槽下方设置有超声发射器,水浴槽内部两侧固定连接有加热片,水浴槽上方活动连接有顶盖,水浴槽下方固定连接有支撑螺杆,支撑螺杆活动连接有齿轮,齿轮活动连接有底座,底座上方设置有反应瓶。
3.根据权利要求1所述的一种可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜,其特征在于:所述步骤(1)中的氧化石墨烯和油酸的质量比为10:40-80。
4.根据权利要求1所述的一种可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜,其特征在于:所述步骤(2)中的油酸功能化石墨烯和高锰酸钾的质量比为10:15-35。
5.根据权利要求1所述的一种可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜,其特征在于:所述步骤(3)中的缩合剂为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐,催化剂为4-二甲氨基吡啶,其中羧甲基壳聚糖、羧基功能化石墨烯、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和4-二甲氨基吡啶的质量比为100:15-40:10-30:2-6。
6.根据权利要求1所述的一种可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜,其特征在于:所述步骤(4)中的D,L-丙交酯、石墨烯接枝壳聚糖和催化剂辛酸亚锡的质量比为100:5-20:0.04-0.08。
7.根据权利要求1所述的一种可降解的石墨烯-聚乳酸高阻隔性复合薄膜,其特征在于:所述步骤(5)中的石墨烯接枝壳聚糖-聚乳酸与聚己二酸1,2-丙二醇酯的质量比为100:8-15。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113215728A (zh) * 2021-05-26 2021-08-06 无锡德立柯特纳米新材料科技有限公司 一种基于氧化铜/氧化石墨烯复合抗菌纳米材料的无纺布及其制备方法
CN114539730A (zh) * 2022-01-27 2022-05-27 华南理工大学 可降解聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯复合高阻氧膜及其制备方法与应用
CN115449915A (zh) * 2022-08-29 2022-12-09 邦特云纤(青岛)新材料科技有限公司 一种含牛油果、乳木果提取物的抗菌合成纤维及其制备方法
CN115746526A (zh) * 2022-11-29 2023-03-07 浙江工业大学 一种石墨烯复合抗静电生物可降解pla塑料的制备方法
CN116769206A (zh) * 2023-08-17 2023-09-19 四川大学 一种具备高阻隔性能的聚乳酸薄膜及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110158193A (zh) * 2018-04-12 2019-08-23 济南开发区星火科学技术研究院 基于改性石墨烯的高分子材料的制备方法
CN110746785A (zh) * 2019-11-25 2020-02-04 黄春美 一种高强度防冻型三维多孔水凝胶吸附材料及其制法
CN111363312A (zh) * 2020-04-26 2020-07-03 张杨全 一种植酸铵盐-石墨烯改性环氧树脂阻燃材料及其制法
CN111393814A (zh) * 2020-04-24 2020-07-10 高慎永 一种高阻燃性生物质基改性聚乳酸薄膜材料及其制法
CN112574621A (zh) * 2020-12-08 2021-03-30 兴业皮革科技股份有限公司 一种羧基化石墨烯/壳聚糖复合涂饰剂的制备方法及其应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110158193A (zh) * 2018-04-12 2019-08-23 济南开发区星火科学技术研究院 基于改性石墨烯的高分子材料的制备方法
CN110746785A (zh) * 2019-11-25 2020-02-04 黄春美 一种高强度防冻型三维多孔水凝胶吸附材料及其制法
CN111393814A (zh) * 2020-04-24 2020-07-10 高慎永 一种高阻燃性生物质基改性聚乳酸薄膜材料及其制法
CN111363312A (zh) * 2020-04-26 2020-07-03 张杨全 一种植酸铵盐-石墨烯改性环氧树脂阻燃材料及其制法
CN112574621A (zh) * 2020-12-08 2021-03-30 兴业皮革科技股份有限公司 一种羧基化石墨烯/壳聚糖复合涂饰剂的制备方法及其应用

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
励杭泉等编著: "《材料导论 第2版》", 30 June 2013, 中国轻工业出版社 *
姚庆达等: "羧基化石墨烯/壳聚糖复合皮革涂饰剂的制备与性能", 《皮革与化工》 *
李拥虎: "氧化石墨烯/壳聚糖复合材料的制备及其载药性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 医药卫生科技辑》 *
李银峰等著: "《碳纳米材料制备及其应用研究》", 31 March 2019, 中国原子能出版社 *
郝芳芳等: "氧化石墨烯-壳聚糖-聚乙二醇纳米复合物的制备及表征", 《化学工程》 *
龚跃法等编著: "《有机化学》", 29 February 2012, 华中科技大学出版社 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113215728A (zh) * 2021-05-26 2021-08-06 无锡德立柯特纳米新材料科技有限公司 一种基于氧化铜/氧化石墨烯复合抗菌纳米材料的无纺布及其制备方法
CN113215728B (zh) * 2021-05-26 2022-04-01 无锡德立柯特纳米新材料科技有限公司 一种基于氧化铜/氧化石墨烯复合抗菌纳米材料的无纺布及其制备方法
CN114539730A (zh) * 2022-01-27 2022-05-27 华南理工大学 可降解聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯复合高阻氧膜及其制备方法与应用
CN114539730B (zh) * 2022-01-27 2023-08-18 华南理工大学 可降解聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯复合高阻氧膜及其制备方法与应用
CN115449915A (zh) * 2022-08-29 2022-12-09 邦特云纤(青岛)新材料科技有限公司 一种含牛油果、乳木果提取物的抗菌合成纤维及其制备方法
CN115449915B (zh) * 2022-08-29 2024-04-05 邦特云纤(青岛)新材料科技有限公司 一种含牛油果、乳木果提取物的抗菌合成纤维及其制备方法
CN115746526A (zh) * 2022-11-29 2023-03-07 浙江工业大学 一种石墨烯复合抗静电生物可降解pla塑料的制备方法
CN116769206A (zh) * 2023-08-17 2023-09-19 四川大学 一种具备高阻隔性能的聚乳酸薄膜及其制备方法
CN116769206B (zh) * 2023-08-17 2023-11-03 四川大学 一种具备高阻隔性能的聚乳酸薄膜及其制备方法

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